Question

(14分)大气污染越来越成为人们关注的问题，烟气中的NO_x必须脱除(即脱硝)后才能排放。

（1）已知：CH₄(g)＋2O₂(g)===CO₂(g)＋2H₂O(l)；ΔH＝－890.3 kJ·mol^－1

N₂(g)＋O₂(g)===2NO(g)；ΔH＝＋180 kJ·mol^－1

CH₄可用于脱硝，其热化学方程式为CH₄(g)＋4NO(g)===CO₂(g)＋2N₂(g)＋2H₂O(l)，ΔH＝________。

（2）C₂H₄也可用于烟气脱硝。为研究温度、催化剂中Cu^2＋负载量对其NO去除率的影响，控制其他条件一定，实验结果如图1所示。为达到最高的NO去除率，应选择的反应温度和Cu^2＋负载量分别是________。

（3）臭氧也可用于烟气脱硝。

①O₃氧化NO结合水洗可产生HNO₃和O₂，该反应的化学方程式为____。

②一种臭氧发生装置原理如图2所示。阳极(惰性电极)的电极反应式为________。

（4）图3是一种用NH₃脱除烟气中NO的原理。

①该脱硝原理中，NO最终转化为________(填化学式)和H₂O。

②当消耗2 mol NH₃和0.5 mol O₂时，除去的NO在标准状况下的体积为________。

（5）NO直接催化分解(生成N₂与O₂)也是一种脱硝途径。在不同条件下，NO的分解产物不同。在高压下，NO在40 ℃下分解生成两种化合物，体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图4所示。写出Y和Z的化学式：____。

Answer

(14分)

（1）－1 250.3 kJ·mol－1(2分)

（2）350 ℃左右、3%(每点1分，共2分)

（3）①3O3＋2NO＋H2O===2HNO3＋3O2(2分)

②3H2O－6e－===O3↑＋6H＋(2分)

（4）①N2(2分) ②44.8 L(2分)

（5）N2O、NO2(每个1分，共2分)

【解析】

试题分析：（1）考查的是盖斯定律，只要注意方程式系数与ΔH之间的关系，很容易得出正确结论。

（2）结合图找出去除率高时对应温度及Cu2＋负载量。

（3）①O3氧化NO结合水洗可产生HNO3和O2从化学反应的本质看，H2O也参与了反应。

②阳极上发生氧化反应，因此产物是O3，故为：3H2O－6e－===O3↑＋6H＋

（4）①图3中可明显看出NO最终转化为N2和水，②可抓住电子守恒，氧化剂为O2和NO，还原剂为NH3，其中N2为氧化产物和还原产物，故守恒式为：4n(O2)+2n(NO)=3n(NH3)可得出NO为2mol。

（5）从图中可以看出X为NO，产物Y和Z等物质量，且3molNO完全分解生成Y和Z各1mol,结合原子守恒可得：3NO＝N2O +NO2

考点：盖斯定律、原电池及工艺流程分析，涉及了化学用语及氧化还原反应。